LE-7 - LE-7

LE-7
Moteur de fusée LE-7.jpg
LE-7, Musée des sciences de la ville de Nagoya, 2006
Pays d'origine Japon
Designer JAXA
Fabricant Mitsubishi Heavy Industries
Application Booster
Statut Succédé par la mise à niveau LE-7A
Moteur à carburant liquide
Propergol LOX / LH 2
Cycle Combustion étagée
Configuration
Chambre 1
Rapport de buse 52:1
Performance
Poussée (vide) 1 078 kN (242 000 lbf)
Poussée (SL) 843,5 kN (189 600 lbf)
Rapport poussée/poids 64.13
Pression de la chambre 12,7 MPa (1 840 psi)
Je sp (vac.) 446 secondes (4,37 km/s)
Je sp (SL) 349 secondes (3,42 km/s)
Dimensions
Longueur 3,4 mètres
Poids sec 1 714 kg (3 779 livres)
Utilisé dans
H-II premier étage
LE-7A, (salle d'exposition Mitsubishi Heavy Industries, Shinagawa , Japon)

Le LE-7 et son modèle de mise à niveau suivant, le LE-7A, sont des moteurs-fusées à cycle de combustion LH 2 / LOX produits au Japon pour la série de lanceurs H-II . Les travaux de conception et de production ont tous été effectués au Japon, le premier moteur de fusée liquide majeur ( principal/premier étage ) avec cette revendication, dans le cadre d'un effort de collaboration de l'Agence nationale de développement spatial (NASDA), du Laboratoire d'ingénierie aérospatiale (NAL), Mitsubishi Industries lourdes et Ishikawajima-Harima . NASDA et NAL ont depuis été intégrés à JAXA . Cependant, une grande partie du travail a été confiée à Mitsubishi, Ishikawajima-Harima fournissant des turbomachines , et le moteur est souvent appelé Mitsubishi LE-7(A) .

Le LE-7 d'origine était un moteur de taille moyenne à haut rendement et consommable avec une poussée suffisante pour être utilisé sur le H-II.

H-II Flight 8, seul échec opérationnel LE-7

La turbopompe à carburant a eu un problème avec l'inducteur conçu à l'origine (une pompe axiale de type hélice utilisée pour augmenter la pression d'admission du propulseur devant les turbopompes principales pour empêcher la cavitation ) où l'inducteur commencerait lui-même à caviter et provoquer un déséquilibre entraînant vibrations excessives . Une analyse complète après le vol du lancement infructueux du 8e H-II, y compris une récupération de l'épave dans les eaux profondes, a déterminé que la fatigue due à cette vibration était la cause d'une panne prématurée du moteur.

LE-7A

Le LE-7A est un modèle amélioré du moteur-fusée LE-7. La conception de base est inchangée par rapport au modèle d'origine. Le 7A a fait l'objet d'efforts d'ingénierie supplémentaires sur la réduction des coûts, la fiabilité et le développement des performances. La rénovation a été entreprise pour le coupler avec le lanceur H-IIA également amélioré , l'objectif commun étant un système de lancement plus fiable, plus puissant, plus flexible et plus rentable.

Changements / améliorations

Un accent particulier a été mis sur la réduction ou la quantité de soudure requise en permettant davantage de composants usinés ou coulés , et de simplifier autant de soudures restantes que possible. Cela a entraîné une refonte substantielle de l'acheminement des tuyaux (ce qui rend l'apparence extérieure des deux modèles considérablement différente). Pour lutter contre les complications de l'inducteur de carburant décrites ci-dessus, l'inducteur de carburant a été repensé pour le 7A. L'inducteur d'oxydant a également été repensé, mais cela était principalement dû à des performances médiocres à de faibles pressions d'entrée par opposition à des problèmes de fiabilité. La turbopompe à carburant elle-même a également fait l'objet de diverses améliorations de durabilité. De plus, l'ensemble chambre de combustion/injecteur a subi un certain nombre de petits changements, comme la diminution du nombre d'éléments d'injecteur, pour réduire la complexité d'usinage (et donc le coût) et améliorer la fiabilité. Bien que ces changements aient globalement entraîné une baisse de l'impulsion spécifique maximale à 440 secondes (4,3 km/s) (rendant essentiellement le moteur moins économe en carburant), le compromis entre un coût inférieur et une fiabilité améliorée a été considéré comme acceptable.

Nouvelle conception de buse (problème de chargement latéral)

Pour le nouveau modèle de moteur, une extension de buse a été conçue qui pourrait être ajoutée à la base de la nouvelle buse "courte" standard lorsque des performances supplémentaires étaient requises. Mais lorsque le moteur a été équipé de l'extension de buse, le 7A a rencontré un nouveau problème avec des charges latérales sans précédent et un chauffage irrégulier sur la buse suffisamment puissant pour endommager les actionneurs de cardan et les tubes de refroidissement régénératifs lors du démarrage. Un travail méticuleux de dynamique des fluides numérique (CFD) a permis de reproduire et de tracer suffisamment la charge transitoire dangereuse et une nouvelle buse «longue» monobloc avec refroidissement régénératif complet (par opposition à la buse courte d'origine avec une extension séparée refroidie par film) a été conçu pour atténuer le problème. Avant que cette nouvelle buse ne soit prête, certains H-IIA ont été lancés en utilisant uniquement la buse courte. Le 7A n'utilise plus d'extension de buse séparée dans aucune configuration.

Utilisation sur H-IIB

Le nouveau lanceur H-IIB utilise deux moteurs LE-7A dans sa première étape.

Spécifications LE-7A

  • Cycle opératoire : combustion étagée
  • Carburant : hydrogène
  • Oxydant : oxygène liquide
  • Rapport de mélange (comburant/carburant) : 5,90
  • Buse courte :
    • Poussée nominale (niveau de la mer) : 843 kN (190 000 lbf)
    • Poussée nominale (vide) : 1 074 kN (241 000 lbf)
    • Impulsion spécifique (niveau de la mer) :
    • Impulsion spécifique (vide) : 429 secondes (4,21 km/s)
  • Buse longue :
    • Poussée nominale (niveau de la mer) : 870 kN (200 000 lbf)
    • Poussée nominale (vide) : 1 098 kN (247 000 lbf)
    • Impulsion spécifique (niveau de la mer) : 338 secondes (3,31 km/s)
    • Impulsion spécifique (vide) : 440 secondes (4,3 km/s)
  • Masse sèche : 1 800 kg (4 000 lb)
  • Longueur:
    • buse courte : 3,2 m
    • buse longue : 3,7 m
  • Capacité de l'accélérateur : 72 à 100 %
  • Poussée-poids : 65,9
  • Rapport de zone de buse : 51,9 : 1
  • Pression de la chambre de combustion : 12,0 MPa (1 740 psi)
  • Turbopompe à hydrogène liquide : 41 900 tr/min
  • Turbopompe à oxygène liquide : 18 300 tr/min

Voir également

Les références

Liens externes